基于OpenGL与粒子系统实现三维喷泉模拟

喷泉、瀑布、火焰、水流、雨、雪等自然景物具有不规则性、动态性和随机性,模拟十分复杂。模拟自然景物的方法有两种:基于物理建模技术的方法与基于粒子系统建模的方法。运用粒子系统建模方法分析了喷泉水体模型,研究了喷泉水珠粒子产生、运动和消亡的机理,构建出三维喷泉粒子系统模型。采用了三维立体显示技术和纹理映射技术增强喷泉绘制过程中的渲染和真实感。基于OpenGL,采用Visual C++6.0编程实现了三维喷泉模拟。实验结果表明,该方法模拟效果真实,在普通的PC平台上即可满足一般动画的实时需求。     

利用粒子系统实现虚拟实验系统中粉末飘洒效果

在虚拟实验场景中需要模拟粉末、水泡、气泡、火焰、水珠、烟雾等效果,这些特殊视景效果的实时模拟一直是三维计算机图形学中的难点,而粒子系统是解决这一难点的有效方法。该文通过对自然界微粒的理想模型---粒子系统的分析,真实的模拟了粉末洒落的效果。     

试析粒子系统的三维火焰

介绍了现有的火焰模拟算法,阐明了粒子系统在建模不规则自然景物方面的几个重要优点,并简要讨论了基于粒子系统的三维火焰模拟方法,设计了火焰模拟系统的4个功能模块,探讨了提高粒子系统实时性的方法。     

基于粒子系统的火焰模拟与优化

为了解决火焰模拟难以实现实时性和真实感的问题,提出了基于粒子系统的火焰模拟优化方法.首先分析了利用粒子系统模拟火焰的基本原理,在此基础上,结合纹理映射方法进行火焰渲染,然后在渲染的过程中分别从实时性和真实感两个方面对粒子系统进行了优化,使性能得到显著提高.实验结果表明,该优化方法可以有效地降低模拟时间,同时能得到更为真实的模拟效果.     

3D游戏场景中的火焰效果的真实模拟

在3D游戏场景中我们通常利用真实感图形学的知识,模拟具有随机过程的自然场景。粒子系统是此类应用的重要实现途径。本文在基础粒子系统的框架上进行改进,对动态火焰进行模拟。对火焰粒子的速度,动态效果和颜色变化等物理现象进行建模,采用关键帧技术和自定义粒子发射器,真实地模拟了3D游戏场景中的动态火焰效果。     

粒子系统在钻井模拟器中的应用

介绍了钻井模拟器图形程序在压井作业中实现模拟火焰燃烧效果的技术和过程。在粒子系统的基础上,基于OpenGL的火焰模拟使得效果更真实,场景更逼真。模拟过程中采用BillBoard技术实现粒子立体影像,节约了资源,提高了运行速度;采用纹理融合技术,火焰粒子随时间的推移,发生颜色渐变和纹理变化,使得燃烧效果更加真实。     

实时爆炸效果的真实感模拟

文中给出了一个利用粒子系统模拟爆炸效果的实时生成算法。爆炸时产生许多大小不一的碎片 ,用粒子系统来模拟这些碎片时 ,考虑到图像的绘制和实时动态效果 ,采用了两级粒子的方法 ,并利用OpenGL编程实现 ,得到了比较真实的三维效果。     

基于粒子系统的林火模拟

粒子系统因其灵活性、适应性等特点,被广泛应用在景物模拟中。该文介绍一种基于粒子系统在火焰模拟中的应用,包括火焰粒子的初始化,帧数以及粒子属性的相应变化,体现粒子从产生、衰减到消亡的过程。为使火焰粒子更逼真,对粒子进行渲染处理,并简化公告板技术。实验结果表明,该方法可形象反映出火焰的动态变化,在普通微机上达到较好的仿真效果。     

基于Direct3D与粒子系统实现喷泉效果

粒子系统是实现喷泉效果的有效方法,运用Direct3D中的点精灵作为粒子图元渲染喷泉粒子具有一定的灵活性。首先介绍3D图形函数库Direct3D及粒子系统的基本原理,然后运用物理动力学分析现实生活中的喷泉运动,构建出喷泉粒子系统模型并实现喷泉的三维效果。提出伪粒子黏度的方法,使多个粒子“黏合”形成不同大小的水珠,增强了喷泉的真实效果。     

基于 N-S 方程和纹理映射的实时火焰模拟

由于使用数学物理方法模拟火焰动画的计算量太大难以实现实时性,本文提出一种新的火焰模拟方法。该方法结合数学物理方法和粒子系统的优点,采用不可压缩的Navier-Stokes方程作为火焰模拟的物理模型,通过简化外力项的计算来提高计算速度。在渲染火焰时,提出一种新的基于纹理的火焰渲染方法来实现令人满意的火焰动画效果。实验基于OpenGL,以C＋＋编程,使用提出的方法成功实现火焰的实时模拟。     

火焰的快速模拟

在粒子系统方法的基础上,比较了近年来的最新研究成果和实际应用方法,提出了基于纹理片的快速的火焰模拟方法.选用合适的纹理片,设置较小的透明度,以纹理叠加方式来演示燃烧的过程;给出了具体的模拟步骤,并且通过不同的设置来构造不同的燃烧场景.对比分析显示,纹理片方法在很多方面都具有一定的优势,也具有一定的扩展空间和应用前景.最后给出了实际的计算机模拟效果.     

基于粒子系统的化学实验现象动态模拟

化学实验现象具有不规则性的模糊物体,传统的建模方法难以描述它们的形状和运动。提出了一种基于粒子系统的实验现象动态模拟方法,并对粒子系统进行了参数化设计,为实验现象建立了统一的模型,实现了对火焰、气泡等化学实验现象的动态模拟。实验证明,该方法能有效地提高虚拟实验场景的生动性和逼真性。     

自然燃烧火焰的快速仿真

从自然燃烧的火焰的现象出发,采用面向对象的方法,提出了一种基于粒子系统的自然燃烧的火焰的快速数值模拟算法.首先,讨论了形成火焰燃烧的动态场景图像的基本原理,给出了火焰图像与背景图融合的算法,并建立了用于火焰仿真的两种火焰颜色模型.然后,建立了用于火焰仿真的火焰粒子、火苗与火焰系统的面向对象模型,给出了各对象的燃烧行为的快速模拟方法.接着,对实现动感火焰的方法进行了讨论,指出了算法.最后给出了通过该文算法进行模拟实验的效果图.该算法准确度较高,速度快,效果较好.     

地下矿CA粒子系统火灾蔓延仿真

为了对火灾在地下矿巷道中的蔓延情况进行仿真,提出了一个元胞自动机理论和粒子系统理论相结合的地下矿巷道系统中火灾蔓延仿真方法。针对地下矿巷道这个特殊环境,采取可变邻域半径的元胞自动机模型来仿真火焰在巷道中蔓延的情景;同时,引入基于粒子系统的烟雾模型,把燃烧着的元胞作为烟雾模型的粒子发射器。整个仿真系统基于同一时钟运行,把时间、空间、火烟的物理行为有效地结合起来,不仅能非常直观地仿真出火势蔓延态势和烟雾扩散运动过程,并且通过在仿真过程中计算记录不同时刻火灾蔓延距离和入侵巷道烟雾粒子数量等数据,可以获取大量巷道环境相关信息,为逃生决策和火灾预防与控制提供依据。     

火焰模拟方法浅谈

通过基础理论的介绍,简单地谈了火焰模拟的几种方法,并着重介绍了基于粒子系统和纹理技术的火焰模拟方法。     

基于物理模型的三维火焰实时渲染

火焰等无规则物体的模拟近年来成为计算机图形学中的一个研究热点。传统的基于粒子和纹理技术生成的火焰,并不能真实地反映物体的运动过程,生成的火焰效果图具有随机和生硬的特点。为了解决火焰模拟过程中难以实现的实时性和真实感的问题,文中采用一种基于物理模型的火焰实时渲染方法,应用有限差分法求解Navier-Stokes方程,采用半拉格朗日法求解平流项,扩散方程则利用隐式迭代方法进行求解,利用GPU强大的并行计算能力对求解过程进行加速,利用光线投射算法对火焰进行渲染,最后生成了逼真的火焰图像。实验结果表明该方法实现简单,渲染速度快,显示的效果真实。     

基于局部力场的粒子系统仿真

粒子系统是迄今为止被认为模拟不规则模糊物体最成功的一种图形生成算法。该文首先是对粒子系统的关键技术及其发展进行简要地论述。然后针对粒子系统的实时性与真实感的问题提出一种局部力场的方法。这种方法的实现并不是让每一个力场都作用于所有粒子,而是让其有一定的作用范围,当粒子进入到这个范围后才受到本力场作用。如此可以减少复杂度,而且能较灵活地实现多种多样的行为效果。最后该文应用这种方法实现了礼花、火焰、烟等几个典型的粒子系统实例,并对实现中的关键技术进行了详细论述。     

基于VR的航天发射视景仿真系统设计与实现

针对如何构建一个虚拟的航天发射训练平台的现实问题,设计出一种基于虚拟现实技术(Virtual Reality,VR)的航天发射视景仿真系统;介绍了该视景仿真系统的逻辑结构和网络结构,采用三角形面片法构建发射场的地形地貌,并通过纹理映射使地形地貌更加逼真;利用图像和3D图形混合建模的方法构建发射场的设施;运用粒子系统原理,设计出发射火箭的火焰模型。通过Vega仿真软件进行系统集成和渲染,使整个仿真系统得到实现;实践证明,该仿真系统能够实时仿真卫星发射的全过程,为实时指挥、判读提供辅助决策支持平台,具有极大的应用价值。